Kunststoffen gemaakt uit maïs, zetmeel of suikerriet hebben de toekomst, weten ze bij Stenden Hogeschool in Emmen. ‘De toepassingen zijn oneindig.’
De chemie moet af van het imago dat ze vies is en stinkt, vinden ze op de Stenden Hogeschool in Emmen. Studenten doen daar onderzoek met biokunststoffen als alternatief voor de gangbare, op aardolie gebaseerde kunststoffen. Onlangs zijn lectoren Rudy Folkersma en Jan Jager aangesteld om het instituut uit te bouwen tot een toonaangevend kenniscentrum. Jager: “De komende decennia gaan we werken aan groenere en slimmere materialen. Die hebben de toekomst. Sterker nog: de industrie vraagt erom.”
3D printer
“Ik heb echt geluk gehad dat ik nu in een lab aan het afstuderen ben, met producten die zo hot zijn”, zegt Richard Trip (27). Hij staat achter een machine die kunststof korrels omzet in plastic draden. Deze draden, monofill genoemd, worden gebruikt om te printen met een 3D-printer. Een 3D-printer kan een product dat ontworpen is op de computer in drie dimensies uitdraaien.
Trip: “Ik onderzoek kunststoffen van verschillende diktes op hun geschiktheid om te printen.” Trots knijpt hij in een eierdopje dat meebuigt. “Dat heb ik ontwikkeld, een elastische, printbare kunststof.” Trip heeft al een paar typen monofill op de markt gebracht. Hij is nu met de volgende uitdaging bezig. “Op dit moment kunnen nog geen voorwerpen met scherpe hoeken geprint worden. Als we nu een kunststof ontwikkelen die oplost in water dan kunnen we alle vormen printen. Na het printen leggen we het product gewoon in warm water zodat het overbodige materiaal oplost en we de vorm overhouden die we willen.”
Kunststof uit biomassa
Alle kunststoffen waarmee de Stenden Hogeschool onderzoek doet zijn duurzaam. Folkersma: “Wij werken met biopolymeren, zeg maar de bouwstenen van een kunststof, en die komen uit biomassa zoals zetmeel, maïs of suikerriet. In tegenstelling tot kunststoffen uit aardolie zijn ze herbruikbaar en biologisch afbreekbaar.”
Het kennisinstituut, dat de naam Stenden PRE heeft gekregen, is volop bezig om nieuwe toepassingen voor biokunststoffen te onderzoeken. Zo worden er rugzakhengsels ontwikkeld voor een Duitse producent en groen tapijt voor een Nederlands vloerbedekkingbedrijf. Daarnaast is het van belang bestaande productietechnieken te verbeteren. Jager: “Van PET-flessen, die uit polyether bestaan, worden garens gemaakt. Zo kun je van 29 PET-flessen een fleecetrui maken. Wij onderzoeken hoe we de omzetting van polyether naar garen kunnen verbeteren.”
Op een steenworp afstand van het lab ligt het 88 hectare grote bedrijventerrein, waar veel chemische industrie zit die afhankelijk is van kunststoffen, zoals DSM. Folkersma: “Van onze drie laboratoria liggen er twee op het bedrijventerrein. We werken nauw samen met deze concerns in onze onderzoeken. En we hebben hier veel landbouw in de regio waardoor de organische grondstoffen volop aanwezig zijn.” De hogeschool biedt na de zomer twee minoren ‘duurzame kunststoffen’ aan. Dat is het eerste specifieke kunststoffenonderwijs in Nederland. In 2013 wil de hogeschool ook een masteropleiding aanbieden. “Deze regio zal een speerpunt worden voor de biobased economy”, denkt Folkersma. “Onze naamsbekendheid groeit en we zien al dat er bedrijven op ons afkomen.”
Grote aantrekkingskracht
De monofill is in ieder geval een product met een grote aantrekkingskracht. Een jaar geleden is de eerste order van een kilo door de hogeschool afgeleverd. De laatste order bedroeg vijfhonderd kilo. De 3D-printer is betaalbaar geworden voor de consument en bedrijven gebruiken hem steeds vaker voor het maken van prototypes.
Onderzoek naar 3D-printen, is niet alleen lucratief, volgens De Jager dient het nog een ander doel: “Zo’n 3D-printer is gewoon leuk. Het ontwikkelen van de verschillende monofills maakt chemie een stuk aantrekkelijker voor studenten en dat is precies wat we willen. Er is een chronisch tekort aan goed opgeleide chemici.”
Kunststof met hout
In het laboratorium op de hogeschool mengt student Dirk Fabriek (26) kunststof met houtvezel. Tussen de spuitgietmachine, trechters en afvoerbuizen inspecteert hij bruine spateltjes. De kleuren variëren van doorzichtig tot houtachtig donkerbruin. Fabriek: “Ik maak ze in verschillende samenstellingen. Aan de kunststof wordt steeds meer hout toegevoegd. Daarna test ik of de eigenschappen hetzelfde zijn gebleven of misschien zelfs sterker zijn geworden.” Docent Folkersma wijst op het nut van dit nephout: “Het geeft kunststof een natuurlijk uiterlijk. De meubelbranche kan hiermee bijvoorbeeld kunststof als ‘hout’ gebruiken. De toepassingen zijn oneindig.”
Er wordt ook onderzoek gedaan naar het ‘slimmer’ maken van materialen. Jager pakt zijn jas erbij en laat de binnenkant zien. “Hier zit een folie dat waterdicht is maar wel waterdamp doorlaat. De folie is te vergelijken met goretex en kan ook worden toegepast in handschoenen of wandelschoenen.” Een andere slimme toepassing is het aanbrengen van een ‘marker’ in de vezels van spijkerbroeken. Hiermee kan de echtheid van de spijkerbroekfabrikant worden vastgesteld, zodat je niet een gekopieerd exemplaar wordt aangesmeerd.
Niet alleen worden onderzoeken uitgevoerd met bestaande biokunststoffen, er wordt ook gezocht naar nieuwe bronnen van biomassa. Folkersma: “We zijn aan het experimenteren om met behulp van bacteriën kunststoffen te gaan maken. Je geeft die bacteriën flink wat suikers te eten en die worden omgezet in groene bouwstenen. Die isoleren we vervolgens om er een biokunststof van te maken. En daar kunnen wij weer leuke dingen mee gaan doen.”
De rol van de boeren
Als boeren zich, naast voedselproductie, nog meer richten op de levering van biomassa voor chemische toepassingen en biomaterialen, is dat goed voor de welvaart van Nederland en voor de boeren zelf. Dat stelt Fokko van Duyne, voorzitter van de werkgroep die het SER-advies heeft opgesteld over een economie die gebaseerd is op biomassa. In zo’n economie worden fossiele grondstoffen, zoals aardolie, vervangen door natuurlijk materiaal zoals maïs of resten van suikerbieten.
Kenmerkend voor een op biomassa gebaseerde economie is de samenwerking tussen boeren en chemici, of tussen bijvoorbeeld bierbrouwers en energieleveranciers. Van Duyne: “Zo’n economie biedt grote kansen voor Nederland, maar dan moeten we ons er wel voor openstellen.” Van Duyne vindt het bemoedigend dat het onderwerp leeft. Toch mogen we volgens hem nog niet tevreden zijn. “Nederland presteert goed in de ontwikkelingsfase, in het bedenken van nieuwe richtingen, maar het op de markt brengen en het verkopen van nieuwe uitvindingen laat nog te wensen over.” Een bekend voorbeeld is de windenergie. In de jaren ’80 van de vorige eeuw was Nederland koploper op dat gebied. Nu hebben veel landen ons ingehaald.
Van Duyne: “Het is voor een belangrijk deel aan sectoren en regio’s zelf om initiatieven te ontwikkelen om biomassa beter te benutten. Hiervoor is samenwerking nodig tussen partijen die voorheen geen natuurlijk contact hadden, zoals boeren en chemici. Pakken we die samenwerking niet op, dan wordt Nederland links en rechts ingehaald door de landen om ons heen.”
Nederland is volgens Van Duyne wel op de goede weg. Steeds meer bedrijven gaan met biomassa aan de slag. Van Duyne: “Maar olie speelt nog steeds een belangrijke rol. Het gaat nog heel lang duren voordat we echt in een biomassa-economie terechtkomen.”
Lees ook:Grote stap naar eigen groen gas voor Schiermonnikoog
Lees ook:Nederland produceerde in 2013 minder duurzame energie
Lees ook:Stroomtransporteurs Europa: “Duurzaam verslaat fossiel in 2020”
Lees ook:Duurzamer wonen met de juiste ramen
Lees ook:500 miljoen voor nieuwe biomassa raffinaderij in Delfzijl